WO2012120145A2 - Innenausstattungsteil für fahrzeuge - Google Patents

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WO2012120145A2
WO2012120145A2 PCT/EP2012/054239 EP2012054239W WO2012120145A2 WO 2012120145 A2 WO2012120145 A2 WO 2012120145A2 EP 2012054239 W EP2012054239 W EP 2012054239W WO 2012120145 A2 WO2012120145 A2 WO 2012120145A2
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foam
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foam system
haptic
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Klaus Mussack
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Lisa Dräxlmaier GmbH
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Definitions

  • the invention relates to an interior trim part for a vehicle, in particular a motor vehicle, comprising a carrier layer of a rigid material and a
  • Decorative layer and disposed between the support rail and the decorative layer haptic layer of a foam system and a method for producing a Derar ige
  • interior components such as door panels or instrument panels for motor vehicles of the upscale
  • the middle class or the upper class traditionally have a Schich structure in which between a carrier layer, which is essentially to guarantee the mechanical stability and is suitable for the installation or cultivation of additional components, and a decor, which is for example a real Leather decor can act as a haptic layer is arranged.
  • Haptic layer in the form of a spacer knit or a
  • Nonwoven material is arranged.
  • the individual layers are bonded together via adhesive layers.
  • Foam layer must be made.
  • An object of the present invention is
  • the component according to the invention is a
  • a carrier layer of a preferably rigid or plastic (i.e., not elastically deformable) material and a decorative layer Between the carrier layer and the decorative layer, a haptic layer is arranged, wherein the haptic layer is a foam layer which consists of a low-energy foam system or in the
  • Low-pressure method applied foam system with at least one polyurethane foam.
  • Composition have significantly lower system forces ⁇ lower energy), which are directly on the one hand in the significantly lower cavity internal pressures.
  • Cavity pressure is the pressure that the foam system exerts on the limiting layers in the mold within the foaming time. Compared to conventional systems occur here only about 1/10 of the pressures.
  • the "flow paths" of the low-energy foam system are limited to the "ability to travel longer distances in the tool" to a source flow. Again, a low-energy foam system has a "lower foam kinetic energy.” In conventional tools, the foam must be removed due to the
  • the low-energy foam system does not have relatively long ways over large cross sections
  • the low ergetic foam system may be a one-component system (1K), which is preferably physically foamed, but is preferably a two-component (2K) system in which the
  • Foam structure via a chemical reaction of at least one of the system forming components, for example using water as a blowing agent, which with the
  • Component under formation of carbon dioxide reacts, is generated.
  • the foam system comprises at least a first component of a suitable polyol, for example a polyether polyol or a polyester polyol, preferably a long-chain polyol, and a second component of a suitable isocyanate.
  • a suitable polyol for example a polyether polyol or a polyester polyol, preferably a long-chain polyol, and a second component of a suitable isocyanate.
  • the isocyanate may be, for example, a
  • isocyanates are also conceivable, such as, for example, polymeric diphenylmethane diisocyanate ⁇ PD A),
  • TTI Toluylene diisocyanate
  • NDI naphthylene diisocyanate
  • HDI hexamethylene diisocyanate
  • IPDI isophorone diisocyanate
  • H12MDI 4,4'-diisocyanatodicyclohexyimethane
  • the first and / or the second component may contain further additives, e.g. Hardener, propellant, reaction accelerator or reaction retarder are admixed to the
  • a low-energy foam system defines itself essentially over the compared to the previously known foaming process for the production of interior trim parts for vehicles, significantly lower foam pressure bz. Cavity pressure.
  • the resulting cavity pressure in low-energy foam systems is less than 1 bar, preferably in the range from 0.02 to 0.5 bar, most preferably in the range from 0.05 to 0.25 bar.
  • a low-energy foam system is thus a low-pressure process
  • Foam system This has compared to. the methods known from the prior art, inter alia, the advantage that a displacement of parts of the decorative layer does not take place and, for example, tool separations can be introduced in the field of view of the decorative layer, without these drive through the Schwarzumve in their appearance negative
  • the low-energy foaming system is one in which the components are mixed in a pasty state of aggregation, i. one in one
  • Decorative layer applied foam system In particular, the physical state is chosen so that the foam system after application or application no longer a path
  • the temperature at which the foam system is applied to the decorative layer can also be selected to be higher.
  • Seconds preferably between 15 and 50 seconds.
  • the subsequent foaming time for complete expansion of the foam system is between 15 and 180 seconds.
  • the density of the foam layer produced is in the range of 5 to 100 kg / m 3 .
  • the thickness of the generated haptic layer is from 0.1 to
  • the decorative layer used to produce a component according to the invention may be a film made of a polymer material, a skin made of a leather or a leather
  • leather-like material or a textile layer such as a knitted fabric, woven fabric, knitted or otherwise designed semi-finished a s fibers or threads of natural and / or synthetic materials, act.
  • the decorative layer is preformed in an upstream process step and has a contour of the vehicle occupant facing decorative side
  • Segments of the decorative material to form a contoured decorative layer suitable for the present invention can be provided on your visible side with a arbung or a different profiling.
  • the decorative layer preferably has openings. Whereby, for example, at the openings to perforations or
  • Recesses can act with a small opening cross-section. Such perforations are usually introduced into decorative layers in order to arrange functional elements, for example to allow lighting effects or to define a specific crack behavior of a region of the decorative layer, when an airbag is arranged behind the latter. Furthermore, textile layers often have a pattern in which openings are present between the fibers or threads. If the decorative layer is a leather layer, is the
  • Decorative layer often constructed as a sewing dress of several connected via seams leather parts. In the area of the seams system-related openings are present.
  • the carrier layer is a layer of a preferably rigid material, for example of PP or ABS or another suitable plastic, produced, for example, in an injection molding process.
  • used material can also be a
  • the carrier may be a compressed fiber mat consisting essentially of natural and / or artificial fibers
  • Polymer fibers, glass fibers, carbon fibers, etc. and optionally may contain a matrix material of natural or synthetic raw materials.
  • the carrier layer is later used to fasten the component to a further, rigid layer or. can be positioned adjacent to this, at the Carrier layer but also act on a film or a layer of a flexible material.
  • the carrier layer can be used to the surface geometry of
  • foam layer without a permanent connection between the foam layer and the carrier layer is formed.
  • the carrier layer is at least as long fixed relative to the decorative layer until the foam layer is dimensionally stable. Subsequently, the carrier layer used in the production is removed and the composite of the decorative layer and Haptik Anlagen can with any wei eren than
  • Carrier layer are connected. It can be any suitable carrier layer. It can be any suitable carrier layer. It can be any suitable carrier layer. It can be any suitable carrier layer. It can be any suitable carrier layer. It can be any suitable carrier layer. It can be any suitable carrier layer. It can be any suitable carrier layer. It can be any suitable carrier layer. It can be any suitable carrier layer. It can be any suitable carrier layer. It can be any suitable carrier layer. It can be any suitable carrier layer.
  • the carrier layer can be configured in such an optimized (weight) manner that it has openings in the form of material separations or an open-pore cellular structure in those areas in which only a low mechanical stability is required.
  • Fiber mats the carrier layer system-related often has a plurality of small openings between the individual fibers or. Fiber bundles on.
  • Opening according to the invention is that they can have any shape, wherein the diameter of the openings
  • the haptic layer at least partially consists of a second polyurethane foam having a different chemical composition or other physical properties.
  • Polyurethane foam for example, by a different blowing agent content, a different first component of a different polyol or a different second component of a different isocyanate differ.
  • a first polyurethane foam is applied to a decorative layer provided with openings such that only the areas of the decorative layer have the openings of the first
  • the first polyurethane foam is used primarily for sealing in the
  • the decorative layer has several (groups of) openings where it is necessary to seal these by (v / eitere) polyurethane foams with different properties.
  • Carrier layer penetratingjansseiemente be arranged.
  • the functional elements may be switches, light sources, loudspeakers, sensors, ventilation devices or the like. act.
  • a first foam system with greatly restricted flow behavior is applied to strongly inclined component geometries, particularly those based on the position in the tool.
  • the first foam system preferably has a pasty state of aggregation after the components have been mixed.
  • a second foam system is applied to the less inclined, in particular, again in relation to the position in the tool, horizontal
  • the first, pasty foam system can be applied only or additionally to the component edges.
  • the first foam system forms a kind of trough into which the second foam system can be introduced without the need for additional external sealing of the tools.
  • inventive method includes the insertion of a
  • Decorative layer in an open tool or an open mold half the application of a haptic layer of a low-energy foam system of at least one
  • the composite of decorative layer and haptic layer with a carrier layer.
  • Carrier layer pressed into the haptic layer Preferably, the pressing of the Queenschient happens within the
  • Foaming time of the arranged on the exposed side foam system is no additional
  • the carrier layer After being pressed into the haptic layer, the carrier layer is preferably fixed by a device relative to the decorative layer. This fixation is maintained until the foam system has cured to the extent that no further sinking or pressing of the carrier layer into or through the haptic layer can take place.
  • the component can be removed from the tool.
  • the application of the carrier layer can take place at a later time. In this case, on the
  • Carrier layer or the exposed side of the foam layer an activated or activatable adhesion promoter can be arranged, by means of which the carrier layer with the
  • Foam layer is connected.
  • the stroke of the press-fitting is limited in such a way that there is no leakage of foam on the back side of the carrier layer.
  • the stroke of the press-fitting is adjusted such that the foam penetrates through the openings of the carrier layer and is laterally distributed on the rear side of the carrier layer, or flows away.
  • the resulting mechanical connection can also be a Materialkom.bination of a carrier layer and a Foam layer are connected, which are insufficient
  • Adhesive properties on eist, or it can be a connection de carrier layer with the foam layer can be achieved after the foam system already no more adhesive properties
  • the haptic layer is replaced by the
  • composition or other physical properties.
  • Polyurethane foam applied via a multi-component spray on the decorative layer can be controlled electronically such that the
  • different polyurethanes can be applied in regions to the decorative layer.
  • the application of the plurality takes place
  • Polyurethane foams in a polyline i. nearly
  • the tool or the tool half are moved relative to the spray head.
  • a first polyurethane foam to be applied to the decorative layer in the area of the haptic layer during the formation of the haptic layer
  • Polyurethane foam on the composite of decorative layer and the first polyurethane foam, for the complete formation of
  • Sectional view of an inventive component which has openings in the decorative layer; shows in a schematic Thomasansieht known from the prior art sealing a seam over which a foam is applied v-einzden; schematically represents as a function of volume as a function of time the foaming of a low energy according to the invention
  • Polyurethane foam is; exemplifies the course of the
  • FIG. 9 shows an example of the course of the
  • Mold cavity pressure of a known from the prior art conventional foam system for different water contents as a function of time is a known from the prior art conventional foam system for different water contents as a function of time.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view
  • a haptic layer (2) between a decorative layer (1) and a carrier layer (3) is arranged.
  • the decorative layer (1) may be a sewing dress made of genuine leather. On the reverse side, this sewing dress is over a Haftverraittler für with a haptic layer (2), for example, a
  • This layer is used for
  • the support layer (3) arranged on the side of the haptic layer (2) opposite the decorative layer (1) can be
  • Figure 2 shows a schematic sectional view of the
  • Low-energy foam materials ⁇ 21, 22, 23) are thereby applied by a multicomponent spraying head (4) to the exposed back side of the decorative layer (1).
  • FIG. 3 shows a component according to the invention in which a plurality of foam materials (21, 22, 23) are behind a decorative layer (! are arranged at least partially. Depending on the desired haptics of the component, more or less foam material may be applied in regions. On the back is formed at the of the foam materials (21, 22, 23)
  • Carrier layer has openings over its entire length without the foam materials opening in the
  • Penetrate support layer such that it on the
  • Figure 4 shows a schematic representation of essential parts of a plant for exemplary production
  • the multi-component spray head 4 is connected to a series of tanks in which the various components ⁇ 422, 423, ..., 42n; 4a, 4b, 4c) of the foam materials used.
  • the mixing and / or the Z drove or the application of the various
  • Foam materials on the decorative layer (1) can be controlled flexibly via an electronic control unit (CPU).
  • CPU electronice control unit
  • the different foam materials (22, 23 ⁇ are applied in some areas.
  • FIG. 5 shows a section of a component according to the invention in a schematic sectional view.
  • the decorative layer ⁇ 1 ⁇ has a seam at the center thereof.
  • a second foam material (22) with a different component ⁇ 422) is placed above that of the first component and serves to complete the haptic layer.
  • the multicomponent spray head (4) is such
  • FIG. 6 shows, in a schematic sectional view, a seal, known from the prior art, of a seam in a decorative layer (1) with the aid of foils (12) or adhesive tapes (13).
  • the present in the seam openings (14) are made by this complex process from the ingress of
  • FIG. 7 shows schematically as a function of the volume in FIG.
  • reaction time In the “reaction time” regime, the complete reaction of the components takes place, whereby the volume of the pasty mixture occupied by the material is still relatively small. At the beginning of the regime “reaction time” (l) becomes the
  • the subsequent "frothing time” regime involves an exponential increase in the volume up to a maximum from which the volume of the froth almost does not change any more
  • the support layer can advantageously reach the maximum volume within a period of time (III)
  • the carrier layer advantageously limits the further expansion of the foam material the tool in this case recorded forces significantly lower than in the known
  • Foaming process from the prior art and the tools can be made much simpler and therefore cheaper. Since the foam material in the "foaming time" regime still has sufficient adhesive properties, the carrier layer bonds to the haptic layer without the need for additional adhesion promoter layers.
  • FIG. 8 exemplifies the course of the
  • the pressing is preferably done in the foaming of the foam system before the final cell structure of the foam has formed and the foam has lost its adhesive properties.
  • the pressure increases in principle with a later time of pressing the carrier layer in the
  • Foam system although the distance between the decorative layer and the carrier layer and thus the thickness of the haptic layer produced with the foam system was kept constant. This is related to the more advanced formation of the cell structure at the later time points. A low pressure can be achieved regardless of the time of pressing in, when the temperature of the introduced foam system is varied. Overall, however, the pressure exerted by the foam system on the carrier layer pressure is very low and reached in the present example maximum pressures of 0.05 to 0.25 bar. This compared to the prior art, at least by a factor of 10 lower pressures and the same highly restricted flow behavior of the used
  • low-energy foam systems allow the use of simple tools, which for example do not have to have an external seal to prevent leakage
  • Foam system to prevent from the tool.
  • FIG. 9 shows a comparison of the pressure curve of a foam system known from the prior art.
  • Tool halves (III) and the sealing of the enclosed by the tools cavity (III ') very strong and reaches pressures that are well above 1 har.

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Vehicle Interior And Exterior Ornaments, Soundproofing, And Insulation (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Innenausstattungsteil für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Trägerschicht und eine Dekorschicht und eine zwischen der Trägerschicht und der Dekorschicht angeordnete Haptikschicht, wobei die Haptikschicht als Schaumschicht ausgeführt ist und aus einem Schaumsystem aus mindestens einem Polyurethanschaum gebildet wird und es sich bei dem Schaumsystem um ein im Niederdruckverfahren aufgebrachtes Schaumsystem handelt, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Innenausstattungsteils.

Description

Innenausstattungsteil für Fahrzeuge
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Innenausstattungsteil für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Trägerschicht aus einem starren Material und eine
Dekorschicht , und eine zwischen der Trägerschient und der Dekorschicht angeordnete Haptikschicht aus einem Schaumsystem und ein Verfahren zur Herstellung eines derar ige
Innenausstattungsteils .
Stand der Tech ik
Insbesondere Interieurbauteile wie Türverkleidungen oder Instrumententafein für Kraftfahrzeuge der gehobenen
Mittelklasse oder der Oberklasse weisen traditionell ei en Schich aufbau auf, bei dem zwischen einer Trägerschicht , die im Wesentlichen die mechanische Stabilität garantieren soll und zum Einbau bzw. Anbau von Zusatzbauteilen geeignet is , und einem Dekor , bei dem es sich beispielsweise um ein Echt - Leder-Dekor handeln kann, ei e Haptikschicht angeordnet ist.
Die DE 196 54 246 AI o fenbart ein derartiges Bauteil, bei dem zwischen einem starren Träger und einem Dekor eine
Haptikschicht in Form eines Abstandsgewirkes oder eines
Vliesmaterials angeordnet is . Die einzelnen Schichten werden dabei über Klebs offschichten miteinander verbunden .
Die DE 10 2009 004 612 AI nennt als Stand der Technik
Fahrzeugteile mit Echt-Leder-Dekoren, die in ein
Schaumwerkzeug eingelegt werden und hinterschäumt werden. Beim Hinterschäumen derartiger Dekore ergibt sich das Problem, dass die innerhalb des Schaurcwerkzeugs eingelegten Dekore exakt positioniert werden müssen und ggf . zur Positionierung
mehrerer Lederteile zueinander bzw. relativ zum Schaumwerkzeug diese auf eine Formhaut aufkaschiert werden müssen. Zur Vermeidung dieses aufwändigen Verfahrensschrittes schlägt die Schrift vor, das Dekor über Vakuumdüsen relativ zum Werkzeug zu fixieren.
Das dem Fachmann bekannte Hinterschäumen von Bauteilen, d.h. das Einbringen einer Schaumschicht zwischen die in einem Werkzeug beabstandet zueinander vorliegende Dekorschicht und Trägerschicht, oder aber auch ein alternatives Verfahren, bei dem in eine offene Werkzeugform ein Schaum eingebracht wird und in der Folge das Werkzeug geschlossen, wird, sind mit signifikanten Druckbelastungen mit Schaumdrücken bzw.
Werkzeuginnendrücken von deutlich größer 1 bar {in der Regel zwischen 2-5 bar} auf das Werkzeug und die Dekorschicht verbunden, aus welchem Grund die zuvor genannten Maßnahmen zur Festlegung des Dekors relativ zum Schaumwerkzeug erforderlich sind und Einschränkungen hinsichtlich der Auswahl der
Verwendung findenden Dekorschichten bestehen. Nachteilig ist bei den bisher bekannten Verfahren auch, dass aufgrund der relativen hohen Drücke im Werkzeug Werkzeugtrennungen im
Sichtbereich der Dekorschicht nicht möglich sind. Insbesondere bei Dekormaterialien, die Öffnungen aufweisen kann es dabei zu Schaumdurchbrüchen oder -durchdringungen kommen, so dass bei Verwendung derartiger Dekormaterialien eine kostenintensive Abdichtung der Öffnungsbereiche vor dem Einbringen der
Schaumschicht vorgenommen werden muss .
Gleichzeitig erfordern die bekannten Schäumverfahren zur
Herstellung von Innenausstattungsteilen für Fahrzeug mit einer Schaumschicht als Haptikscnicht entsprechend komplexe
Werkzeuge mit einer aufwändigen Abdichtung zur Vermeidung von Schaumdurchbrüchen an den Baufei irändern .
Da bei herkömmlichen Verfahren ein ausreichendes Fließen des Schaumma eriaI s zur Ausbildung der Schaumschicht durch eine begrenzte Zahl von Injektionspunkten notwendig ist, sind die mit diesen Verfahren hergestellten Innenausstattungsteile gleichzeitig begrenzt in der minimalen Dicke der als Schaumschicht ausgebildeten Haptikschicht .
Besc.hreibup-cj der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es
Interieurbauteile derart zu gestalten, dass eine Schaumschicht als Haptikmaterial Verwendung finden kann, ohne dass die mit dem Hinterschäumen verbundenen Nachteile bei der Herstellung derartiger Bauteile in Kauf genommen werden müssen und ohne, dass Einschränkungen bei der Einstellbarkeit der Haptik der Bauteile bestehen. Gleichzeitig soll das Verfahren
sicherstellen, dass Bauteile mit nahezu beliebigen Dekor- oder Trägerschichten mit einem Schaumsystem als Haptikschicht
versehen werden können, insbesondere Leichtbau- und/oder
Punktionsbauteile .
Die Aufgabe wird mit Bauteilen gemäß Anspruch 1 und dem
Verfahren zur Herstellung derartiger Bauteile nach Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen folgen aus den
Unteransprüchen und den beschriebenen bevorzugten
Ausführungsformen .
Bei dem erfindungsgemäßen Bauteil handelt es sich um ein
Innenausstattungsteil für ein Fahrzeug, insbesondere ein
Kraftfahrzeug, mit einer Trägerschicht aus einem vorzugsweise starren bzw. plastischen (d . h . nicht elastisch verformbaren) Material und einer Dekorschicht. Zwischen der Trägerschicht und der Dekorschicht ist eine Haptikschicht angeordnet, wobei es sich bei der Haptikschicht um eine Schaumschicht handelt, die aus einem niedrigenergetischen Schaumsystem bzw. im
Niederdruckverfahren aufgebrachten Schaumsystem mit zumindest einem Polyurethanschaum besteht.
Unter einem niedrigenergetischen. Schaumsystem bzw. im
Miederdruckverfahren aufgebrachten Schaumsystem sind
Schaumsysteme zu verstehen, die im Vergleich zu den herkömmlichen Schaumsystemen aufgrund deren chemischer
Zusammensetzung deutlich geringere Systemkräfte {niedrigere Energie) aufweisen, die sich zum einen direkt in den deutlich geringeren Werkzeuginnendrücken zeigen. Unter
Werkzeuginnendruck ist dabei der Druck zu verstehen, den das Schaumsystem innerhalb der Aufschäumzeit auf die begrenzenden Schichten im Werkzeug ausübt. Gegenüber herkömmlichen Systemen treten hier nur etwa 1/10 der Drücke auf. Zum anderen sind die „ FlieSwege " des nied igenergetischen Schaumsystems von der „Fähigkeit größere Wege im Werkzeug zurückzulegen" auf einen Quellfluss beschränkt. Auch hier hat ein niedrigenergetisches Schaumsystem eine „niedrigere Schaum-Bewegungsenergie". In herkömmlichen Werkzeugen muss der Schaum aufgrund der
eingeschränkten Einfüllsituation oft weite Wege über
verhältnismäßig große Querschnitte zurücklegen und muss dazu erheblich mehr „Bewegungsenergie oder alternative bezeichnet eine Ausdehnungsenergie" aufweisen. Der „niedrigenergetische Schaum" quillt dagegen nur wenig , zeigt also nur einen
geringeren Voiumenzuwachs . Da er im vorliegenden Fall jedoch flächig über alle benötigten Bereichen aufgetragen wird, ist dies auch ausreichend. Das heißt bei der vorliegenden
Erfindung muss das niedrigenergetische Schaumsystem nicht verhältnismäßig weite Wege über große Querschnitte
zurücklegen, sondern wird flächig in der benötigten Menge auf die entsprechenden Stellen aufgetragen. Erst im Anschluss erfolgt das Aufbringen des Trägers (siehe später) bzw.
Schließen des Werkzeugs . Werden in einigen Bereichen dickere Schaumlagen erforderlich, so kann dies zum Beispiel durch den Appiikationsablauf kompensiert und dargestellt v/erden. Die Verwendung eines niedrigenergetischen Schaumsystems bietet darüber hinaus weitere Vorteile gegenüber den
Standardschaumsystemen, die für diesen Zweck bisher verwendet wurden. Der niedrigere Druck ermöglicht eine weniger „stabile" und damit kostengünstigere Werkzeugauslegung. Ferner ist eine umlaufende Abdichtung des Werkzeugs an den Bauteilgrenzen, die aufgrund des starken Materialschlusses der herkömmlichen Schaumsysteme im Standardverfahren erforderlich waren , hier nicht oder nur teilweise nötig.
Dabei kann es sich bei dem niedrige ergetischen Schaumsystem um ein Ein-Komponenten- System ( 1K} handeln, dass vorzugsweise physikalisch geschäumt wird, bevorzugt handelt es sich jedoch um ein Zwei -Komponenten (2K) - System bei dem die
Schaumstruktur über eine chemische Reaktion zumindest einer der das System bildenden Komponenten, beispielsweise unter Verwendung von Wasser als Treibmittel, welches mit der
Komponente unter Bildung von Kohlendioxid reagiert, erzeugt wird .
Im letztgenannten Fall umfasst das Schaumsystem zumindest eine erste Komponente aus einem geeigneten Polyol, beispielsweise einem Polyetherpolyol oder einem Polyesterpolyol , vorzugsweise einem langkettigen Polyol, und eine zweite Komponente aus einem geeigneten Isocyanat .
Bei dem Isocyanat kann es sich beispielsweise um ein
sogenanntes DI (DiphenyImethandiisocaynat } handein. Denkbar sind natürlich auch andere Isocyanate, wie beispielsweise Pol meres DiphenyImethandiisocyanat { PD A) ,
Toluylendiisocyanant (TDI) , Naphthylendiisocyanat (NDI) , Hexamethylendiisocyanat (HDI) , Isophorondiisocyanat ( IPDI ) oder 4,4' -Diisocyanatodicyclohexyimethan (H12MDI) .
Der ersten und/oder der zweiten Komponente können weitere Zusätze, wie z.B. Härter, Treibmittel, Reaktionsbeschleuniger oder Reaktionsverzögerer beigemischt werden, um den
Reaktionsablauf bzw. die Eigenschaften des erzeugten
Schaumsystems gezielt zu beeinflussen.
Ein niedrigenergetisches Schaumsystem definiert sich dabei im Wesentlichen über den im Vergleich zu den bisher bekannten Schäumverfahren zur Herstellung von Innenausstattungsteilen für Fahrzeuge, wesentlich geringeren Schaumdruck bz . Werkzeuginnendruck. Der entstehende Werkzeuginnendruck liegt bei niedrigenergetischen Schaumsystemen unter 1 bar, bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 0,5 bar, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 0,25 bar.
Bei einem niedrigenergetischen Schaumsystem handelt es sich damit um ein in einem Niederdruckverfahren aufgebrachtes
Schaumsystem . Dies hat im Vergleich zu. den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren unter anderem den Vorteil , dass ein Verschieben von Teilen der Dekorschicht nicht stattfindet und beispielsweise Werkzeugtrennungen im Sichtbereich der Dekorschicht eingebracht werden können, ohne dass diese durch das Schäumve fahren in ihrem Erscheinungsbild negativ
beeinflusst , insbesondere verschoben, werden.
Insbesondere handelt es sich bei dem niedrigenergetischen Schaumsystem um ein nach dem Vermischen der Komponenten in einem pastösen Aggregatzustand, d.h. um ein in einem
dickflüssigen bis thixotropen Aggregatzustand, auf die
Dekorschicht aufgebrachtes Schaumsystem. Insbesondere wird der Aggregatzustand so gewählt, dass das Schaumsystem nach der Applikation bzw. dem Aufbringen keine Wegstrecke mehr
zurücklegt, d. h. nicht mehr fließt.
Weiterhin besonders bevorzugt handelt es sich bei dem
Schaumsystem um ein schon bei Raumtemperatur (25 ° C)
vernetzendes Schaumsystem. Alternativ kann zur Einstellung einer gewünschten Reaktionsgeschwindigkeit die Temperatur mit der das Schaumsystem auf die Dekorschicht aufgebracht wird auch höher gewählt werden .
Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das niedrigenergetische Schaumsystem nach dem Auftrag auf die Dekorschicht folgendes Verhalten aufweist :
• Die Reaktionszeit des Schaumsystems zur vollständigen
chemischen Reaktion nach dem Vermischen der ersten und der zweiten Komponente beträgt zwischen 5 und 100
Sekunden, bevorzugt zwischen 15 und 50 Sekunden.
• Die sich anschließende Aufschäumzeit zur vollständigen Expansion des Schaumsystems beträgt zwischen 15 und 180 Sekunden .
• Die sich an die Aufschäumzeit anschließende sogenannte
-K &J "6 ~ -C€5--1.2€511-
Die Dichte der erzeugten Schaumschicht liegt im Bereich von 5 bis 100 kg/m3.
Die Dicke der erzeugten Haptikschicht beträgt von 0,1 bis
15 mm, bevorzugt von 1 bis 8 mm, ganz besonders bevorzugt von
2 bis 5 mm.
Bei der zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Bauteils verwendeten Dekorschicht kann es sich um eine Folie aus einem Polymermaterial , eine Haut aus einem Leder oder einem
lederähnlichen Material oder eine textile Schicht, wie ein Gewirke, Gewebe, Gestrick oder anderweitig gestaltetes flächiges Halbzeug a s Fasern oder Fäden aus natürlichen und/oder synthetischen Materialien, handeln.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Dekorschicht in einem vorgelagerten Prozessschritt vorgeformt und weist eine Kontur der dem Fahrzeuginsassen zugewandten Dekorseite
(Sichtseite} auf, die weitgehend bereits der für den Einbau in das Fahrzeug erforderlichen Außenkontur entspricht. Bei dem vorgelagerten Prozess kann es sich beispielsweise um ein
Tief iehverfahren ode ei e Hochdruckverformung oder jedweden anderen geeigneten ormgebende Prozess handeln. Weiterhin ist auch die Herstellung eines Nähkleides aus mehreren
Lederstücken oder ein anderweitiges aneinanderfügen von
Segmenten des Dekormaterials zur Ausbildung einer konturierten Dekorschicht für die vorliegende Erfindung geeignet. Die Dekorschicht kann dabei auf Ihrer Sichtseite auch mit einer arbung oder einer andersartigen Profilierung versehen sein. Durch die folgenden Verfahrensschritte kann eine
Schädigung der Profilierung vorteilhaft ausgeschlossen v/erden.
Bevorzugt weist die Dekorschicht Öffnungen auf. Wobei es sich bei den Öffnungen beispielsweise um Perforationen oder
Aussparungen mit kleinem Öffnungsquerschnitt handeln kann. Derartige Perforationen werden in Dekorschichten üblicherweise eingebracht, um Funktionselemente anzuordnen, beispielsweise Beleuchtungseffekte zu ermöglichen oder aber ein bestimmtes Rissverhalten eines Bereichs der Dekorschicht, festzulegen, wenn hinter diesem, ein Airbag angeordnet ist. Weiterhin weisen textile Schichten häufig ein Muster auf bei dem zwischen den Fasern oder Fäden Öffnungen vorhanden sind. Wenn es sich bei der Dekorschicht um eine Lederschicht handelt , ist die
Dekorschicht häufig als Nähkleid aus mehreren über Nähte verbundenen Lederteilen aufgebaut . Im Bereich der Nähte sind dabei systembedingt Öffnungen vorhanden.
Bei der Trägerschicht handelt es sich um eine Schicht aus einem vorzugsweise starren Material , beispielsweise aus PP oder ABS oder einem anderen geeigneten Kunststoff , hergestellt beispielsweise in einem Spritzgießverfahren . Bei dem
verwendeten Material kann es sich dabei auch um einen
faserverstärkten Kunststoff handeln. Alternativ kann es sich bei dem Träger um eine verpresste Fasermatte handeln, die im Wesentlichen aus natürlichen und/oder künstlichen Fasern
( Polymerfasern, Glasfasern, Kohlefasern, o.ä.) besteht und optional ein Matrixmaterial aus natürlichen oder künstlichen Rohstoffen enthalten kann.
Insofern die Trägerschicht später dazu genutzt wird, um das Bauteil an einer weiteren, starren Schicht zu befestigen bzw . benachbart zu dieser zu positionieren, kann es sich bei der Trägerschicht aber auch um eine Folie oder eine Schicht aus einem flexiblen Material handeln.
In einer- alternativen Ausführungsform kann die Trägerschicht dazu genutzt werden um die Oberflächengeometrie der
Schaumschicht festzulegen, ohne dass eine bleibende Verbindung zwischen der Schaumschicht und der Trägerschicht entsteht. In diesem Fall wird, die Trägerschicht zumindest solange relativ zur Dekorschicht fixiert, bis die Schaumschicht formstabil ist. Im Anschluss wird die bei der Herstellung verwendete Trägerschicht entfernt und der Verbund aus Dekorschicht und Haptikschicht kann mit einer beliebigen wei eren als
Trägerschicht verbunden werden. Dabei kann es sich
vorzugsweise um ein arosserieteii eines Fahrzeugs,
beispielsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff, handeln.
Die Trägerschicht kann dabei derart (gewichts- ) optimiert ausgestaltet sein, dass Sie in den Bereichen in denen nur eine geringe mechanische Stabilität gefordert ist Öffnungen in Form von Materialsausparungen oder aber eine offenporige zelluläre Struktur aufweist. Bei der Verwendung von verpressten
Fasermatten weist die Trägerschicht systembedingt häufig eine Vielzahl von kleinen Öffnungen zwischen den Einzelfasern bzw . Faserbündeln auf.
Alle zuvor in Bezug auf die Dekorschicht oder die
Trägerschicht genannten Öffnungen, aterialaussparungen bzw. - durchbrüche sollen als „Öffnungen" im erfindungsgemäßen Sinn verstanden werden. Ein weiteres Charakteristikum einer
erfindungsgemäßen Öffnung ist, dass diese eine beliebige Form aufweisen können, wobei der Durchmesser der Öffnungen
vorzugsweise kleiner als 5mm ist, besonders bevorzugt kleiner 2mm und ganz besonders bevorzugt kleiner 1mm ist.
Durch die vorliegende Erfindung kann im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik, bekannten Verfahren bzw. Bauteilen vermieden werden, dass Schaummateriai durch die Öffnungen der Dekorschicht und/oder der Trägerschicht gepresst wird oder aber eine zusätzliche aufwändige Abdichtung der Öffnungen vor dem Aufbringen der Schaumschicht erforderlich ist,
beispielsweise durch zuvor aufkaschierte Folien,
Vorzugsweise besteht die Haptikschicht neben einem ersten Polyurethanschaum zumindest bereichsweise aus einem zweiten Polyurethanschaum mit einer anderen chemischen Zusammensetzung oder anderen physikalischen Eigenschaften.
Dabei kann sich der zweite Polyurethanschaum vom ersten
Polyurethanschaum beispielsweise durch einen unterschiedlichen Treibmittelgehalt , eine unterschiedliche erste Komponente aus einem anderen Polyol oder aber eine unterschiedliche zweite Komponente aus einem anderen Isocyanat unterscheiden.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante wird ein erster Polyurethanschaum derart auf eine mit Öffnungen versehene Dekorschicht aufgebracht, dass lediglich die Bereiche der Dekorschicht die Öffnungen aufweisen vom ersten
Polyurethanschaum abgedeckt werden. Der zweite
Polyurethanschaum wird hingegen vollflächig auf die
Dekorschicht aufgebracht und umgibt die Bereiche in denen der erste Polyurethanschaum angeordnet ist. Dabei dient der erste Polyurethanschaum vor allem zur Abdichtung der in der
Dekorschicht vorhandenen Öffnungen, wohingegen der zweit;e Polyurethanschaum zur Einstellung der gewünschten Haptik des Bauteils dient.
Insofern Bauteile mit variierenden. Haptikeigenschaften realisiert werden sollen, ist es natürlich denkbar weitere Polyurethanschäume bei der Herstellung der Haptikschicht zumindest bereichsweise auf der Dekorschicht bzw. den zuvor aufgebrachten Schäumen anzuordnen.
Weiterhin ist es auch denkbar, dass die Dekorschicht mehrere (Gruppen von) Öffnungen aufweist, bei denen es notwendig ist diese durch (v/eitere) Polyurethanschäume mit unterschiedlichen Eigenschaften abzudichten.
Hinter den Öffnungen der Dekorschicht können innerhalb der Haptikschicht und/oder die Haptikschicht und/oder die
Trägerschicht durchdringende Funktionseiemente angeordnet sein. Bei den Funktionselementen kann es sich um Schalter, Lichtquellen, Lautsprecher, Sensoren, Belüftungs orrichtungen o.ä. handeln.
In einer weiterhin bevorzugten Aus führungsvariante wird ein erstes Schaumsystem mit stark eingeschränktem Fließverhalten auf stark geneigte, vor allem auf bezogen, auf die Lage im Werkzeug vertikale Bauteilgeometrien aufgebracht. Bevorzugt weist das erste Schaumsystem dabei nach dem Vermischen der Komponenten einen pastösen Aggregatzustand auf. Ein zweites Schaumsystem wird auf die weniger stark geneigten, vor allem, wiederum bezogen auf die Lage im Werkzeug, horizontale
Bauteilbereiche aufgebracht.
Ergänzend kann das erste, pastöse Schaumsystem lediglich oder zusätzlich auch an den Bauteilrändern aufgebracht werden. In diesem Fall bildet das erste Schaumsystem eine Art Wanne in die das zweite Schaumsystem eingebracht werden kann ohne dass eine zusätzliche äußere Abdichtung der Werkzeuge erforderlich ist .
Das zur Herstellung derartiger Bauteile verwendete
erfindungsgemäße Verfahren umfasst das Einlegen einer
Dekorschicht in ein offenes Werkzeug oder aber eine offene Werkzeughälfte, das Aufbringen einer Haptikschicht aus einem niedrigenergetischen Schaumsystem aus mindestens einem
Polyurethanschaum auf die freiliegende Seite der Dekorschicht und das in Kontakt bringen und verbinden des Verbundes aus Dekorschicht und Haptikschicht mit einer Trägerschicht. In einer bevorzugten Ausführungsvariante wird die
Trägerschicht dazu in die Haptikschicht eingepresst . Bevorzugt geschieht das Einpressen der Trägerschient innerhalb der
Aufschäumzeit des auf der offen liegenden Seite angeordneten Schaumsystems . In diesem Fall ist keine zusätzliche
Haftvermittle schicht zur Montage der Trägerschicht
erforderlich .
Bevorzugt wird die Trägerschicht nach dem Einpressen in die Haptikschicht von einer Vorrichtung relativ zur Dekorschicht fixiert. Diese Fixierung wird solange aufrecht erhalten, bis das Schaumsystem soweit ausgehärtet ist, dass kein weiteres Einsinken oder Auspressen der Trägerschicht in bzw. durch die Haptikschicht erfolgen kann.
Nach dem Aushärten der Haptikschicht kann das Bauteil dem Werkzeug entnommen werde .
Alternativ kann das Aufbringen der Trägerschicht zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen. In diesem Fall kann auf der
Trägerschicht oder der offen liegenden Seite der Schaumschicht ein aktivierter bzw. aktivierbarer Haftvermittler angeordnet werden, mit Hilfe dessen die Trägerschicht mit der
Schaumschicht verbunden wird.
Weist die Trägerschicht Öffnungen auf, in die der noch nicht vollständig ausgehärtete Schaum der Haptikschicht durch das Einpressen eindringt, wird der Hub des Einpressens derart limitiert, dass kein Austritt von Schaum auf der Rückseite der Trägerschicht erfolgt .
In einer alternativen Ausführungsvariante wird der Hub des Einpressens derart eingestellt, dass der Schaum durch die Öffnungen der Trägerschicht dringt und auf der Rückseite der Trägerschicht seitlich verteilt wird, bzw. verfließt. Durch die derart entstandene mechanische Verbindung kann auch eine Materialkom.bination aus einer Trägerschicht und einer Schaumschicht verbunden werden, die keine ausreichenden
Hafteigenschaften auf eist , bzw. es kann eine Verbindung de Trägerschicht mit der Schaumschicht erreicht werden, nachdem das Schaumsystem bereits keine Hafteigenschaften mehr
aufweist .
In einer weiter bevorzugten Ausführungsvariante des
erfindungsgemaEen Verfahrens wird die Haptikschicht durch das
Aufbringen eines ersten und zumindest eines zweiten
Polyurethanschaums mit einer anderen chemischen
Zusammensetzung oder anderen physikalischen Eigenschaften gebilde .
Bevorzugt werden der erste, sowie der zumindest zweite
Polyurethanschaum über einen Mehrkomponentensprühkopf auf die Dekorschicht aufgebracht . Der Mehrkomponentensprühkopf kann dabei derart elektronisch gesteuert werden, dass die
unterschiedlichen Polyurethane j ewei1s bereichsweise auf die Dekorschicht aufgebracht werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Aufbringen der mehreren
Polyurethanschäume in einem Linienzug , d.h. nahezu
gleichzeitig, wobei hierzu der Mehrkomponentensprühkopf relativ zur im offenen Werkzeug bzw. in der offenen
Werkzeughälfte angeordneten Dekorschicht in allen
Raumrichtungen verfahren werden kann. Alternativ kann
natürlich auch das Werkzeug bzw. die Werkzeughälfte relativ zum Sprühkopf verfahren werden.
Weist die Dekorschicht zumindest bereichsweise Öffnungen auf, so wird bevorzugt bei der Bildung der Haptikschicht ein erster Polyurethanschaum auf die Dekorschicht im Bereich der
Öffnungen aufgebracht und zumindest ein zweiter
Polyurethanschaum, auf den Verbund aus Dekorschicht und erstem Polyurethanschaum, zur vollständigen Ausbildung der
Haptikschicht , aufgebrach .
Kurze Beschreibung der Zeichnungen zeigt in einer schematischen Schnittansicht ein Bauteil nach dem bekannten Stand der Technik, bei der eine Haptikschicht (2) , zwischen einer
Dekorschicht (1) und einer Trägerschicht (3) angeordnet ist; zeigt in einer schematischen Schnittansicht
beispielhaft die Herstellung eines erfindungsgemäßen Bauteils ; zeigt beispielhaft ein erfindungsgemäßes Bautei 1. in einer schematischen Schnittansicht; zeigt in einer schematischen Darstellung Teile einer Anlage zur beispielhaf en Herstellung
erfindungsgemäße Bauteile, bzw. zur Durchführung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens ; zeigt beispielhaft in einer schematischen
Schnittansicht ein erfindungsgemäßes Bauteil, welches Öffnungen in der Dekorschicht aufweist; zeigt in einer schematischen Schnittansieht eine aus dem Stand der Technik bekannte Abdichtung einer Naht, über die ein Schaum aufgebracht v-zerden soll; stellt schematisch als Funktion des Volumens in Abhängigkeit von der Zeit das Aufschäumen eines erfindungsgemäßen niedrigenergetischen
Polyurethanschaums dar; stellt beispielhaft den Verlauf des vom
niedrigenergetischen Schaumsystem auf die in das Schaumsystem eingepresste Trägerschicht ausgeübten Druck für verschiedene Zeitpunkte des Einpressens in Abhängigkeit von der Zeit dar ; Figur 9 stellt beispielhaft den Verlauf des
Werkzeuginnendrucks eines aus dem Stand der Technik bekannten herkömmlichen Schaumsystems für verschiedene Wassergehalte in Abhängigkeit von der Zeit dar.
Figur 1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht ein
Bauteil nach dem bekannten Stand der Technik, bei der eine Haptikschicht (2) , zwischen einer Dekorschicht (1) und einer Trägerschicht (3) angeordnet ist. Bei der Dekorschicht (1) kann es sich dabei um ein Nähkleid aus Echt -Leder handeln. Rückseitig ist dieses Nähkleid über eine Haftverraittlerschicht mit einer Haptikschicht (2), beispielsweise aus einem
Abstandsgewirke, verbunden. Diese Schicht dient zur
definierten Einstellung einer Haptik, d.h. einer bei Druck durch den Fahrzeuginsassen auf das Innenausstattungsteil spürbaren Weichheit bzw. Nachgiebigkeit der Dekoroberfläche. Die auf der der Dekorschicht (1) gegenüberliegenden Seite der Haptikschicht (2) angeordnete Trägerschicht (3) kann
beispielsweise als Spritzgießteil ausgeführt sein und ist ihrerseits über eine Haftvermittlerschicht mit der
Haptikschicht (2) verbunden.
Figur 2 zeigt in einer schematischen Schnittansicht das
Aufbringen einer erfindungsgemäßen Haptikschicht auf eine Dekorschicht (1) . Nicht dargestellt ist das Werkzeug, in dem die Dekorschicht {1} angeordnet ist. Mehrere
niedrigenergetische Schaummaterialien {21, 22, 23) ierden dabei von einem Mehrkomponentenspruhkopf (4) auf die offen liegende Rückseite der Dekorschicht (1) aufgebracht. Die
Zuführung der unterschiedlichen Komponenten (421, 422, 423) der Schaummaterialien zum ehrkomponentensprühkopf geschieht dabei jeweils über eine geeignete Vorrichtung.
Figur 3 zeigt ein er indungsgemäßes Bauteil bei dem hinter einer Dekorschicht (!) mehrere Schaummaterialien (21, 22, 23) zumindest bereichsweise angeordnet sind. Abhängig von der gewünschten Haptik des Bauteils kann bereichsweise mehr oder weniger Schaummaterial aufgebracht, werden. Rückseitig ist an der aus den Schaummaterialien (21, 22, 23) gebildeten
Haptikschicht eine Trägerschicht (3) angeordnet. Die
Trägerschicht v/eist über Ihre komplette Länge Öffnungen auf, ohne dass die Schaummaterialien die Öffnungen in der
Trägerschicht derart durchdringen, dass diese auf der
Rückseite der Trägerschicht austreten.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung von wesentlichen Teilen einer Anlage zur beispielhaften Herstellung
erfindungsgemäßer Bauteile, bzw. zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens . Der Mehrkomponentensprühkopf 4 ist mit einer Reihe von Tanks verbunden in denen sich die verschiedenen Komponenten {422, 423 , ... , 42n; 4a, 4b, 4c) der eingesetzten Schaummaterialien befinden. Das Mischen und/oder die Z fuhr bzw. das Aufbringen der verschiedenen
Schaummaterialien auf die Dekorschicht (1) kann über eine elektronische Steueru gseinheit (CPU) fle ibel gesteuert werden. Auf der Dekorschicht (1) werden bereichsweise die unterschiedlichen Schaummaterialien (22, 23} aufgebracht.
Dabei kann das Aufbringen der Materialien simultan oder aber wie in der vorliegenden Figur sukzessiv erfolgen.
Figur 5 zeigt in einer schematischen Schnittansicht einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Bauteil. Wobei in dieser Ausführungsform die Dekorschicht {1} mittig eine Naht aufv/eis . Um systembedingt die im Bereich der Naht vorhandenen Öffnungen zu verschließen, wird ein erstes geeignetes
Schaummaterial (21) mit einer Komponente (421) verwendet, um den. Bereich der Naht, bzw. der Öffnungen abzudichten. Ein zweites Schaummaterial (22) mit einer verschiedenen Komponente { 422 ) wird oberhalb der der ersten Komponente angeordnet und dient zur Vervollständigung der Haptikschicht. Im konkreten Beispiel ist der Mehrkomponentensprühkopf (4) derart
konstruiert, dass dieser simultan das Schaummaterial (21) im Bereich der Naht, sowie das dieses umgebende Schaummaterial (22) applizieren kann.
Figur 6 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine aus dem Stand der Technik bekannte Abdichtung einer Naht in einer Dekorschicht (1) mit Hilfe von Folien (12) oder Klebebändern (13) . Die in der Naht vorhandenen Öffnungen (14) werden durch dieses aufwändige Verfahren vor dem Eindringen von
Schaummaterial geschützt .
Figur 7 stellt schematisch als Funktion des Volumens in
Abhängigkeit von der Zeit das Aufschäumen eines
erfindungsgeraäßen niedrigenergetischen Polyurethanschaums dar. Dabei sind die verschiedenen Regime „Reaktionszeit",
„ Aufschäumzeit " und „Klebefreizeit™ zeitlich aufeinander folgend dargestellt. Im Regime „Reaktionszeit" erfolgt die vollständige Reaktion der Komponenten, wobei das vom Material eingenommene Volumen des pastösen Gemischs noch relativ gering ist. Zu Beginn des Regimes „Reaktionszeit" (l)wird das
Material auf die Dekorschicht eines erfindungsgemäßen Bauteils aufgebracht. Das sich anschließende Regime „Aufschäumzeit " beinhaltet einen exponentiellen Anstieg des Volumens bis zu einem Maximum ab dem sich das Volumen des Schaums nahezu nicht mehr verändert. In diesem Regime kann vorteilhaft in etwa ab Erreichen des Maximums des Volumens innerhalb einer Zeitspanne (III) die Trägerschicht in die Haptikschicht eingepresst werden. Wird die Trägerschicht kurz vor dem Erreichen des Maximums des Volumens in die Haptikschicht eingepresst, begrenzt die Trägerschicht in diesem Fall vorteilhaft die weitere Expansion des Schaummaterials. Weil es sich bei dem Schaummaterial um einen niedrigenergetischen Schaum handelt, sind die durch das Werkzeug in diesem Fall aufzunehmenden Kräfte deutlich geringer, als bei den bekannten
Schäumverfahren aus dem Stand der Technik und die Werkzeuge können deutlich einfacher und damit kostengünstiger gestaltet werden . Da das Schaummaterial im Regime „Aufschäumzeit " noch ausreichende Klebeeigenschaften aufweist, verbindet sich die Trägerschicht mit der Haptikschicht , ohne dass zusätzliche Haftvermittlerschichten erforderlich sind.
Figur 8 stellt beispielhaft den Verlauf des vom
niedrigenergetischen Schaumsystem auf die in das Schaumsystem eingepresste Trägerschicht ausgeübten Druckes für verschiedene Zeitpunkte (IIIL, III7) des Einpressens in Abhängigkeit von der Zeit dar. Dabei geschieht das Einpressen bevorzugt in der Aufschäumzeit des Schaumsystems, bevor sich die endgültige Zeilstruktur des Schaums ausgebildet hat und der Schaum seine Klebeeigenschaften verloren hat. Wie aus der Figur entnommen werden kann steigt der Druck prinzipiell mit einem späteren Zeitpunkt des Einpressens der Trägerschicht in das
Schaumsystem, obwohl der Abstand zwischen der Dekorschicht und der Trägerschicht und damit die Dicke der mit dem Schaumsystem erzeugten Haptikschicht konstant gehalten wurde . Dies hängt mit der weiter fortgeschrittenen A sbildung der Zellstruktur zu den jeweils späteren Zeitpunkten zusammen. Ein geringer Druck kann unabhängig vom Zeitpunkt des Einpressens erreicht werden, wenn die Temperatur des eingebrachten Schaumsystems variiert wird. Insgesamt jedoch ist der vom Schaumsystem auf die Trägerschicht ausgeübte Druck sehr gering und erreicht im vorliegenden Beispiel maximale Drücke von 0,05 bis 0,25 bar. Diese im Vergleich zum Stand der Technik zumindest um den Faktor 10 niedrigeren Drücke und das gleichzeitig stark eingeschränkte Fließverhalten der verwendeten
niedrigenergetischen Schaumsysteme ermöglichen die Verwendung von einfachen Werkzeugen, die beispielsweise keine äußere Abdichtung aufweisen müssen, um ein Austreten des
Schaumsystems aus dem Werkzeug zu verhindern.
Der Druck stabilisiert sich im Zeitverlauf nach Erreichen eines Maximums und fällt danach bewirkt durch die abklingenden Schaumreaktionen sogar leicht ab. Figur 9 zeigt Vergleich den Druckverlauf eines aus dem Stand der Technik bekannten SchaumsSystems . Bei herkömmlichen
Schaumsy temen steigt der Druck nach dem Schließen der
Werkzeughälften (III) und dem Abdichten des von den Werkzeugen umschlossenen Hohlraums (III') sehr stark an und erreicht Drücke, die deutlich über 1 har liegen. Im vorliegenden
Beispiel werden Drücke von bis zu 2,71 bar erreicht. Variiert wurde bei den in dieser Figur dargestellten Versuchen der Wassergehalt des Schaumsystems, wobei ein höherer Wassergehalt prinzipiell ein stärkeres Aufschäumen und damit einen höheren Werkzeuginnendruck verursacht. Erst nach dem Entfernen der Abdichtung (V ) und dem Öffnen der Werkzeughälften (V) sinkt der Druck spontan ab.

Claims

Patentansprüche
1. Innenausstattungsteil für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, aufweisend
eine Trägerschicht (3) ,
und eine Dekorschicht (1) ,
und eine zwischen der Trägerschicht und der Dekorschicht angeordnete Haptikschicht (2),
wobei die Haptikschicht als Schaumschicht ausgeführt ist und aus einem Schaumsystem aus mindestens einem
Poiyurethanschaum gebildet wird,
dadurch gekennzeichnet , dass
es sich bei dem Schaumsystem um ein niedrigenergetisches Schaumsystem handelt .
2. Innenausstattungsteil nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass das Schaumsystem zumindest zwei
unterschiedliche Polyurethanschäume (21, 22, 23) umfasst.
3. Innenausstattungsteil nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass das Schaumsystem zumindest zwei Schäume aus einem Polyurethanschaum (21, 22, 23) umfasst, die
unterschiedliche Treibmittelgehalte aufweisen.
4. Innenausstattungsteil nach Anspruch 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Polyurethanschäume (21, 22, 23) zumindest zwei unterschiedliche Polyol- Komponenten umfassen.
5. Innenausstattungsteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Polyurethanschäume {21, 22, 23) eine variierende Isocyana -Komponente aufweisen .
6. Innenausstattungsteil nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Dekorschicht (1) und/oder die
Trägerschicht (3) zumindest bereichsweise Öffnungen aufweisen.
7. Innenausstattungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Dicke der Haptikschicht (2) von 0 , 1 bis 15 mm, bevorzugt von i bis 8 mm, ganz besonders bevorzugt von 2 bis 5 mm beträgt .
8. Verfahren zur Herstellung Innenausstattungsteil s für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, bei dem
in einem ers en Schritt eine Dekorschicht in eine offenes Werkzeug oder eine offene Werkzeughälf te eingelegt wird
in einem Folgeschritt eine Haptikschicht bestehend aus einem niedrigenergetischen Schaumsystem aus mindestens einem Polyurethanschaum auf die freiliegende Seite der Dekorschicht aufgebracht wird,
in einem Folgeschritt der Verbund aus Dekorschicht und Haptikschicht mit einer Trägerschicht in Kontakt gebracht und mit dieser verbunden wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , dass das Schaumsystem zumindest zwei unterschiedliche
Polyurethanschäume umfasst .
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass die zumindest zwei unterschiedlichen Polyurethanschäume mit einem Mehrkomponentensprühkopf aufgebracht werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei unterschiedlichen Polyurethanschäume in einem Linienzug des Mehrkomponentensprühkopfes aufgebracht werde .
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet , dass die Dekorschicht zumindest bereichsweise Öffnungen aufv/eist.
13. Verfahren nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet , dass zur Bildung der Haptikschicht ein erster Polyurethanschaum auf die Dekorschicht im Bereich der Öffnungen aufgebracht wird und zumindest ein zweiter Polyurethanschaum auf den Verbund aus Dekorschicht und erstem Polyurethanschaum aufgebracht wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeuginnendruck beim Aufbringen des niedrigenergetischen SchaumSystems ,
insbesondere innerhalb der Aufschäumzeit des Schaumsystems, < 1 bar, bevorzugt zwischen 0,02 und 0,5 bar, am meisten bevorzugt zwischen 0,05 und 0,25 bar ist
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurc gekennzeichnet, dass die Trägerschicht, bevorzugt innerhalb der Aufschäumzeit des Schaumsystems in die
Haptikschicht eingepresst wird, so dass der vom Schaumsystem auf die Trägerschicht ausgeübte Druck < 1 bar, bevorzugt zwischen 0,02 und 0,5 bar, am meisten bevorzugt zwischen 0,05 und 0,25 bar ist.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaumsystem in einem pastösen Aggregatzustand auf die Dekorschicht aufgebracht wird .
PCT/EP2012/054239 2011-03-10 2012-03-12 Innenausstattungsteil für fahrzeuge WO2012120145A2 (de)

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DE201110005343 DE102011005343A1 (de) 2011-03-10 2011-03-10 Innenausstattungsteil für Fahrzeuge

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Publication Number Publication Date
WO2012120145A2 true WO2012120145A2 (de) 2012-09-13
WO2012120145A3 WO2012120145A3 (de) 2012-12-27

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